RAID, LVM a souborové systémy

ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ

RAID, LVM a souborové systémy

České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 07 - RAID, LVM a souborové systémy

Ver.1.00

2010

Pevný disk Ideální pevný disk: nekonečně velký, nekonečně rychlý, věčný, udržující data i bez napájení, nejlépe zadarmo. Data musí zůstat uchována po ukončení procesu, jenž je vytvořil nebo upravoval. WD 250,0 GB, 7200rpm, 16MB, SATA/300 Je žádoucí zajistit přístup více procesů ke stejným datům. Cena sice klesá, ale nároky na uložení dat rostou. Důležitý prostředek, s nímž se nesmí mrhat. (Každý disk se nakonec ukáže býti malý! Pokud dřív neodejde!) Spolehlivost – RAID, S.M.A.R.T. Abstrakce fyzických disků – LVM. ADATA SSD S596 256GB 2.5'' SATA MLC (čtení: 240MB/s; zápis: 180MB/s;cache 128MB) Organizace dat – Souborový systém. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 07 - RAID, LVM a souborové systémy

S.M.A.R.T. S.M.A.R.T - Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology. Předvídatelné vs. nepředvídatelné poruchy: poškození povrchu disku poškození čtecí/zápisové hlavičky poškození vystavovacího mechanismu (ramínka) poškození motoru poškození elektroniky Zaznamenávají se parametry disku a někdy i informace o jednotlivých selháních. příkaz: smartctl

Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 07 - RAID, LVM a souborové systémy

RAID RAID - Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks Data se ukládají na více disků tak, aby je bylo možno obnovit (dopočítat) při výpadku libovolného disku. Hardwarové vs. softwarové řešení. Běžné RAID módy: 1 a 5 Méně časté módy: 0, 2, 3, 4, 6, 7, 0+1, 10, 50, 60 a 100 Rezervní disk. RAID nenahrazuje zálohování! příkaz: mdadm


LVM LVM - Logical Volume Management Fyzické zařízení (disk) se rozdělí na menší části (PE) PE se mapují (obvykle 1:1) na LE Z LE se vytvoří skupiny svazků VG A teprve s VG se zachází „jako s diskem“


Souborové systémy – pohled uživatele – soubor soubory a jejich struktura: • skupina bytů • skupina záznamů • strom

1 záznam

1 byte

T2

B3

B2

T4

A3

B1

Z4

B2

B2


A1

B4

A2

Souborové systémy – pohled uživatele – typy souborů


Souborové systémy – pohled uživatele – přístup k souborům •

•

sekvenční přístup • čtení/zápis všech bytů/záznamů od začátku • lze se vrátit na začátek • typické pro práci s páskou náhodný přístup • čtení/zápis bytů/záznamů v náhodném pořadí • důležité pro databázové systémy


Souborové systémy – pohled uživatele – atributy souborů Atribut

Význam

Protection

Kdo a jakým způsobem může k souboru přistupovat.

Password

K přístupu do souboru je potřeba heslo.

Creator

ID uživatele, který soubor vytvořil.

Owner

ID současného vlastníka.

Read only flag

0 - read/write, 1 - read only

Hidden flag

0 - obyčejný soubor, 1 - skrytý soubor. Nevypíše se při výpisu adresáře.

System flag

0 - obyčejný soubor, 1 - sytémový soubor.

Archive flag

0 - bylo zálohováno, 1 - je potřeba zálohovat.

ASCII/binary flag

0 - ASCII, 1 - binary.

Random access flag

0 - sekvenční přístup, 1 - náhodný přístup.

Temporary flag

0 - běžný soubor, 1 - smazat při ukončení procesu.

Lock flag

0 - nezamčeno, cokoliv jiného - zamčeno.

Record length

Počet bytů v záznamu.

Key position

Posuv klíče v záznamu.

Key length

Počet bytů v poli klíč.

Creation time

Datum a čas vytvoření.

Time of last access

Datum a čas posledního přístupu.

Time of last change

Datum a čas poslední změny.

Current size

Počet bytů v souboru.

Maximux size Velikost v bytech, jíž může soubor maximálně dosáhnout. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 07 - RAID, LVM a souborové systémy

Souborové systémy – pohled uživatele – operace se soubory UNIX

Win32

Popis

open

CreatFile

Otevři soubor nebo vytvoř nový.

unlink

DeleteFile

Smaž existující soubor.

close

CloseHandle

Zavři soubor.

read

ReadFile

Čtení dat ze souboru.

write

WriteFile

Zápis dat do souboru.

lseek

SetFilePointer

Přejdi na zadanou pozici v souboru.

stat

GetFileAttributes

Čtení atributů souboru.

fcntl

LockFile

Uzamčení souboru nebo jeho části.

fcntl

UnlockFile

Zrušení zámku.


Souborové systémy – pohled uživatele – adresáře •

Jednoúrovňový adresářový systém.

•

Hierarchický adresářový systém.


Souborové systémy – pohled uživatele – operace s adresáři Win32

UNIX

Význam

CreateDirectory

mkdir

Vytvoření nového adresáře.

RemoveDirectory

rmdir

Zrušení prázdného adresáře.

FindFirstFile

opendir

Příprava pročtení položek v adresáři.

FindNextFile

readdir

Čtení položky v adresáři.

MoveFile

rename

Přesun souboru do jiného adresáře.

SetCurrentDirectory

chdir

Změna pracovního adresáře.


Souborový systém - implementace - souborový systém a disk

! - GPT – GUID Partition table – překonání 2 TiB limitu. Y38ÚOS Úvod do operačních systémů 07 - RAID, LVM a souborové systémy

Souborový systém - implementace - soubor Spojitá alokace:

„Spojitá“ alokace po vymazání některých souborů:

Spojový seznam:


Souborový systém - implementace - FAT (v paměti)


Souborový systém - implementace - i-node


Souborový systém - implementace - adresáře

Jednoduchý adresář. Pevná velikost položek.

Adresář v němž položky odkazují na i-node.


Souborový systém - implementace - adresáře •

Dlouhé názvy souborů.


Souborový systém - implementace - sdílení souborů


Souborový systém - zvýšení výkonu, odolnosti a zjednodušení •

log, lfs

– všechny zápisy se ukládají do vyrovnávací paměti – periodicky se zapisují na konec záznamů – při otevření se musí nejdříve dohledat příslušný i-node přes mapu i-nodů a poté přistoupit ke správnému bloku.

• •

žurnál virtualizace


Souborový systém - správa a optimalizace Velikost bloku, informace o volných blocích, quota, zálohy, konzistence, cache, defragmentace.


Souborový systém - správa a optimalizace


Příklady souborových systémů • • • •

iso9660 fat unix v7 (předchůdce fs minix a ext) ext3, ext4, reiserfs, ntfs


MS DOS - FAT


UNIX V7


Literatura

Tanenbaum, A.: Modern Operating System, Prentice Hall, New Jersey 2008


RAID, LVM a souborové systémy

Recommend Documents